В ходе партийной деятельности Зорге в конце 1924 года оказался в Москве, где был завербован советской внешней разведкой. Здесь получил советский паспорт и стал гражданином СССР.
В марте 1925 года вступил в ВКП(б).
В 1925–1929 годах работал в Институте марксизма-ленинизма референтом информационного отдела, политическим и ученым секретарем в организационном отделе. Активно сотрудничал как международник-публицист в журналах «Коммунистический Интернационал», «Красный Интернационал профсоюзов», «Мировой хозяйство и мировая политика», «Большевик».
С января 1930 года до весны 1933 года Зорге работал в Шанхае. Он научился говорить по-китайски, причем на различных диалектах. Много разъезжал. В Москву от него поступали сообщения о предполагаемой заброске белогвардейских отрядов в СССР, готовящихся провокациях на Китайско-Восточной железной дороге, данные о планах главнокомандующего китайской армией Чан Кайши (Цзян Цзеши).
За годы работы в Китае под видом немецкого журналиста и «истинного арийца» он хорошо зарекомендовал себя в нацистских кругах и в 1933 году вступил в нацистскую партию.
Весной 1933 года Зорге был отозван в Москву. Его ожидала новая работа.
В сентябре 1933 года он был направлен в Токио в качестве корреспондента нескольких германских газет. Стал ведущим немецким журналистом в Японии, часто публиковался в нацистской прессе. Накануне войны сумел занять пост пресс-атташе германского посольства в Токио.
Всесторонне образованный, с прекрасными манерами и знанием многих иностранных языков, Зорге завел широкие связи в немецких кругах, создал в Японии разветвленную разведывательную коммунистическую организацию.
В его группу входит радист Бруно Вендт (псевдоним Бернгард), член Компартии Германии, окончивший в Москве курсы радистов; гражданин Югославии, корреспондент французского журнала «Ви» Бранко Вукелич, завербованный советской разведкой в Париже; художник-японец Иотоку Мияги, долгое время проживший в США, вступивший там в коммунистическую партию и вернувшийся в Японию по настоянию русских агентов. Позже Зорге подключает к работе японского журналиста Ходзуми Одзаки, ставшего одним из важнейших источников информации. Другим ценным источником являлся недавно назначенный в Токио германский военный атташе Эйген Отт, с которым Зорге удалось завязать дружеские отношения. Чтобы завоевать его доверие, Зорге, прекрасно разбирающийся в сложившейся на Дальнем Востоке ситуации, снабжает его информацией о вооруженных силах и военной промышленности Японии. В результате докладные записки Отта в Берлин приобретают несвойственную им ранее аналитическую глубину и производят хорошее впечатление на нацистское руководство. Зорге становится желанным гостем в доме Отта, который в прямом смысле стал «находкой для шпиона» из-за своей особенности обсуждать с друзьями дела служебного характера. Зорге же был благодарным слушателем и компетентным советчиком.